هر رایانه شخصی دارای یک ریزپردازنده است که فعالیت های ریاضی، منطقی و کنترل کامپیوتر را مدیریت می کند.
هر خانواده پردازنده مجموعه دستورالعمل های خود را برای دست زدن به عملیات مختلف مانند دریافت ورودی از صفحه کلید، نمایش اطلاعات روی صفحه و انجام سایر کارهای دیگر را دارد. این مجموعه دستورالعمل ها “دستورالعمل زبان ماشین” نامیده می شود.
یک پردازنده تنها دستورالعمل های زبان ماشین را درک می کند که رشته های 1 و 0 است. با این حال، زبان ماشین بیش از حد مبهم و پیچیده برای استفاده در توسعه نرم افزار است. بنابراین، زبان مونتاژ سطح پایین برای یک خانواده خاص از پردازنده ها طراحی شده است که دستورالعمل های مختلفی را در کد نمادین و فرم قابل فهم تر نشان می دهد.
مزایای زبان اسمبلی
درک زبان اسمبلی باعث آگاهی از
- چگونه برنامه ها با سیستم عامل، پردازنده و BIOS ارتباط برقرار می کنند.
- چگونه داده ها در حافظه و دیگر دستگاه های خارجی نشان داده می شود.
- چگونه پردازنده دستورالعمل را اجرا می کند.
- نحوه دسترسی به داده ها و پردازش داده ها چگونه است.
- چگونه برنامه دسترسی به دستگاه های خارجی دارد.
مزایای دیگر استفاده از زبان مونتاژ عبارتند از:
- نیاز به حافظه و زمان اجرای کمتر.
- این اجازه می دهد تا کارهای پیچیده سخت افزاری ساده تر انجام شود.
- برای نوشتن دستورالعمل های سرویس وقفه و سایر برنامه های ساکن حافظه مناسب تر است.
ویژگی های اصلی سخت افزار کامپیوتر
سخت افزار اصلی داخلی PC شامل پردازنده، حافظه و ثبت می شود. ثبات ها اجزای پردازنده ای هستند که اطلاعات و آدرس را نگه می دارند. برای اجرای برنامه، سیستم آن را از دستگاه خارجی به حافظه داخلی کپی می کند. پردازنده دستورات برنامه را اجرا می کند.
واحد اساسی ذخیره سازی کامپیوتر کمی است این می تواند ON (1) یا OFF (0) باشد. یک گروه از 9 بیت مربوطه یک بایت را ایجاد می کند که از آن هشت بیت برای داده ها استفاده می شود و آخرین بیت برای بیت استفاده می شود. با توجه به قاعده برتری، تعداد بیت هایی که ON (1) در هر بایت هستند همیشه باید عددی باشد.
بنابراین، بیت برابر برای استفاده از تعداد بیت ها در یک بایت عدد استفاده می شود. اگر شباهت به حدی باشد، سیستم فرض می کند که خطایی برابر (هر چند نادر) وجود داشته باشد، که ممکن است به علت خطای سخت افزار یا اختلال الکتریکی ایجاد شده باشد.
پردازنده از اندازه داده های زیر پشتیبانی می کند –
ورد: یک آیتم داده 2 بایت است
دابل ورد: یک آیتم داده 4 بایت (32 بیتی)
کواد ورد: یک آیتم داده 8 بایت (64 بیتی)
کیلوبایت: 1024 بایت
مگابایت: 1،048،576 بایت
سیستم شماره دودویی
هر سیستم از نماد موقعیتی استفاده می کند، یعنی هر موقعیتی که یک رقم نوشته شده دارای مقدار موقعیتی متفاوت است.هر موقعیت دو قدرت دارد ، و این قدرت از 0 آغاز می شود و با 1 افزایش می یابد.
جدول زیر مقادیر موقعیتی برای یک عدد دودویی 8 بیتی را نشان می دهد، که در آن همه بیت ها بر روی ON تنظیم شده اند.
| Bit value | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Position value as a power of base 2 | 128 | 64 | 32 | 16 | 8 | 4 | 2 | 1 |
| Bit number | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
مقدار یک عدد دودویی بر اساس حضور 1 بیت و مقدار موقعیتی آن است. بنابراین مقدار یک مقدار باینری داده شده است
1 + 2 + 4 + 8 +16 + 32 + 64 + 128 = 255
سیستم شماره هگزا دسیمال
سیستم شماره هگزا دسیمال از پایه 16 استفاده می کند. رقم های این سیستم از 0 تا 15 می باشد. با هماهنگی، حروف A تا F برای نشان دادن رقم های شانزده رقمی مربوط به مقادیر دهدهی از 10 تا 15 استفاده می شود.اعداد هگزا دسیمال در محاسبات برای اختصارات نمایش های باینری طولانی استفاده می شود. اساسا، سیستم شماره هگزا دسیمال یک داده باینری را با تقسیم هر بایت به نصف و هر یک از نیم بایت مشخص می کند. جدول زیر دهدهی، باینری و معادل هگزا دسیمال را ارائه می دهد
| Decimal number | Binary representation | Hexadecimal representation |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
| 2 | 10 | 2 |
| 3 | 11 | 3 |
| 4 | 100 | 4 |
| 5 | 101 | 5 |
| 6 | 110 | 6 |
| 7 | 111 | 7 |
| 8 | 1000 | 8 |
| 9 | 1001 | 9 |
| 10 | 1010 | A |
| 11 | 1011 | B |
| 12 | 1100 | C |
| 13 | 1101 | D |
| 14 | 1110 | E |
| 15 | 1111 | F |
برای تبدیل یک عدد دودویی به معادل هگزا دسیمال آن، آن را به گروههایی از 4 گروه متوالی تقسیم کنید که از راست شروع می شود و آن گروه ها را بیش از رقم های مربوطه از تعداد هگزادسیمال می نویسد.
برای مثال شماره دودویی 1000 1100 1101 0001 معادل هگزا دسیمال – 8CD1 می باشد
دودویی حسابی
جدول زیر، چهار قانون ساده برای اضافه کردن دودویی را نشان می دهد
| (i) | (ii) | (iii) | (iv) |
|---|---|---|---|
| 1 | |||
| 0 | 1 | 1 | 1 |
| 0+ | 0+ | 1+ | 1+ |
| 0= | 1= | 10= | 11= |
قوانین (iii) و (iv) حمل یک بیت را به سمت چپ بعدی نشان می دهد.
مثال:
| Decimal | Binary |
|---|---|
| 60 | 00111100 |
| 42+ | 00101010 |
| 102 | 01100110 |
یک مقدار باینری منفی در دو علامت مکمل بیان می شود. با توجه به این قانون، برای تبدیل یک عدد دودویی به مقدار منفی آن، معکوس کردن مقادیر بیت آن و اضافه کردن 1 است.
آدرس داده در حافظه
فرآیندی که پردازنده از اجرای دستورالعمل ها را کنترل می کند، به عنوان چرخه اجرا و یا چرخه اجرای رمزگذاری انجام می شود. این شامل سه مرحله پیوسته است –
- دریافت دستورالعمل از حافظه
- رمزگشایی یا شناسایی دستورالعمل
- اجرای دستورالعمل
پردازنده ممکن است یک یا چند بایت حافظه در یک زمان دسترسی داشته باشد. بگذارید یک شماره هگزاد سیمال 0725H را در نظر بگیریم. این شماره به دو بایت حافظه نیاز دارد. بایت مرتبه بالاتر یا بیشترین بایت معادل 07 است و بایت پایین تر 25 است.
